一种节能型MBR污水处理装置的制作方法

本实用新型涉及一种节能型MBR污水处理装置，尤其涉及移动膜组件进行往复运动的节能型装置，属于污水处理技术领域。

背景技术：

在传统的废水生物处理技术中，泥水分离是在二沉池中靠重力作用完成的，其分离效率依赖于活性污泥的沉降性能，沉降性越好，泥水分离效率越高。而污泥的沉降性取决于曝气池的运行状况，改善污泥沉降性必须严格控制曝气池的操作条件，这限制了该方法的适用范围。由于二沉池固液分离的要求，曝气池的污泥不能维持较高浓度，一般在1.5～3.5mg/L左右，从而限制了生化反应速率。

膜生物反应器(MBR)将膜分离技术与传统生物处理技术有机结合，通常采用传质阻力很小的中空纤维膜进行固液分离，水分子能够穿过中空纤维膜进入中空纤维膜构成的管腔内而被回收利用，污泥及细菌则被截留在中空纤维膜的外表面，从而有效实现固液分离。在污水处理过程中，由于膜组件处于静止状态，容易造成中空纤维膜的外表面污染或堵塞。

常规做法是设置曝气装置，通过鼓风机在膜的底部通入空气，气流上升产生的湍流对中空纤维膜的外表面产生一定擦洗作用，清除掉膜表面上粘附的固体物质，还可以为生物降解提供所需的大部分耗氧量。虽然可以有效清除纤维膜表面的污染或堵塞，但是常规MBR装置中的汽水比为15:1-20:1，需要消耗大量的空气，而鼓风机的功率很大，因此耗能较大。

改进的做法是设置机械传动装置使得MBR膜组件做往复运动，如专利号为201621454166.1中公开的。如图1所示，机械传动装置包括驱动电机1’、曲柄滑块机构、行走装置和轨道6’，驱动电机1’驱动曲柄滑块机构的曲柄3’转动，带动连杆4’摆动，滑动连杆5’带动行走装置在轨道6’上直线往复运动，从而实现吊在行走装置下面的膜组件2’的往复运动，使膜丝与污水产生冲击、碰撞和摩擦，从而实现表面的自清洁。但是该机械传动装置存在运行不稳定的问题，曲柄3’、连杆4’和滑动连杆5’之间的连接支点10’为金属面对面的滑动接触，磨损严重，容易损坏，需要经常更换，而且运行时噪音大，消耗电机功率也大。另外滑动连杆5’受摆动的连杆4’的带动，还存在一定的上下摆动运动，但是由于滑动连杆5’与行走装置的框架的左侧梁7’之间为硬连接，滑动连杆5’在向上摆动时会对框架有一个向上的撬动力，增加对滑动连杆5’或滑动连杆固定座9’的负担。另外，为了提高活性污泥的生物降解效率，还需要辅助曝气装置13’，鼓风机功率大，耗能高。

技术实现要素：

为了解决现有MBR装置的传动装置不稳定、能耗高的问题，本实用新型提供了一种节能型MBR污水处理装置。

本实用新型的技术方案：

一种节能型MBR污水处理装置，其特征在于包括电机以及转速范围为23.4～93.6r/min的高速减速机、曲柄组件、行走装置和轨道，所述高速减速机的输出端为传动轴，所述曲柄组件包括曲柄、曲柄轴和连杆，所述曲柄的一侧与所述传动轴固定连接，另一侧与所述曲柄轴固定连接，所述曲柄的偏心距为20-35mm，所述曲柄轴与所述连杆的一端通过轴承滚动连接，所述连杆垂直于所述曲柄轴，所述连杆的另一端连接所述行走装置，所述连杆在所述曲柄和所述行走装置之间做近似直线往复运动，带动所述行走装置及其下面吊装的MBR膜组件在与所述连杆平行的轨道上进行直线往复运动。

所述曲柄轴与所述连杆通过深沟球轴承连接，所述深沟球轴承包括轴承室和位于所述轴承室内的滚动体，所述轴承室为空心圆环，所述滚动体固定在所述轴承室的内圆周壁上，与伸入所述轴承室内部的曲柄轴滚动接触，所述轴承室的外部固定连接所述连杆，所述轴承室和所述连杆可围绕所述曲柄轴转动。

所述曲柄和所述曲柄轴的一端焊接为一体，所述连杆的一端与所述轴承室焊接为一体。

包括压盖和压盖紧固件，所述压盖位于所述滚动轴承的后部，所述压盖紧固件将所述压盖固定在所述轴承室上。

所述深沟球轴承为双列深沟球轴承，内部具有两圈滚动体。

所述连杆与所述行走装置为铰接。

所述连杆和所述行走装置通过连杆支座铰接，所述连杆支座包括U形底座和销轴，所述U形底座固定在行走装置上、开口方向朝向所述连杆将所述连杆夹于U形底座两侧板的中间，所述销轴与所述连杆垂直位于所述U形底座两侧板的孔以及连杆末端的通孔内，在所述连杆直线往复移动的平面上两侧板关于所述连杆对称分布，使得所述连杆关于所述销轴可上下摆动。

包括紧固件，所述曲柄和所述传动轴通过所述紧固件固定连接。

本实用新型的有益技术效果：

本实用新型的一种节能型MBR污水处理装置，电机作为动力，高度减速机将电机转速适当转换，驱动曲柄和曲柄轴转动，带动连杆摆动运动，带动行走装置和MBR膜组件在轨道上往复运动。由于曲柄的偏心距变小，从而曲柄的转动幅度变小，因此连杆的上下摆动幅度以及左右直线移动的行程都变小了，而实际上由于行走装置以及MBR膜组件非常沉重，在连杆向上摆动时膜组件的重力对连杆具有一个向下的拉力，削弱上摆的力，因此连杆的上下摆动运动几乎可以忽略，因此在去掉滑动连杆和滑动支座，简化传动结构、消除连接支点的情况下，依然可以带动行走装置进行近似直线往复运动，并且行程缩短，从而电机的运行功率低，极大的降低了运行成本。同时本新型增加了减速机的运行频率，使用的是转速范围为23.4～93.6r/min的高速减速机，膜组件的往复移动频率极大增加，与水冲击的频率增加，从而通过惯性和水力冲刷，使吸附在膜丝表面的污泥脱落下来，确保在没有曝气的情况下，膜池也能稳定运行产水，且水质水量与传统曝气工艺相比无明显差异，膜通量无显著降低，跨膜压差无显著增长。同时曲柄轴与连杆之间采用滚动连接，由于曲柄与曲柄轴焊接为一体，所以曲柄与连杆滚动连接，运行稳定无噪音，进一步降低电机功率，同时膜组件进行高频率、小行程的移动模式，无需曝气即可有效清洁膜丝表面杂质，解决现有技术运行能耗高和运行不稳定的问题，可用来替代原来MBR设备中的机械传动加曝气系统，用于污水的深度过滤处理。

通过深沟球轴承，以及优化传动结构，在曲柄的另一侧连接曲柄轴，实现了曲柄与连杆的滚动连接。曲柄转动带动曲柄轴转动，深沟球轴承相对于曲柄轴可自由转动，从而实现将曲柄的转动转化为连杆摆动，而且运行稳定。

通过将现有技术的连杆支座旋转90°后再与连杆连接，使得在所述连杆直线往复移动的平面上两侧板关于所述连杆对称分布，从而所述连杆关于所述销轴可上下摆动，形成连杆与行走装置之间的铰接，使得连杆轻微的上下摆动时，可以关于销轴转动，消除连杆对行走装置的撬动作用，减轻连杆的运行负担。

与常规的曝气MBR和机械传动+曝气MBR相比具有诸多优点：

1、安装、维修方便

节能型MBR污水处理装置简化了曲柄组件的结构，结构简单，通用性强，各部分之间可方便拆卸，更换曲柄组件时只需拧开紧固件，抽出曲柄组件即可。

2、使用和更换成本低、噪音低

优化了传动装置，曲柄和连杆采用滚动轴承连接，运行时稳定无噪音，电机功率消耗小，使用寿命长，且只需在轴承处定期加注润滑脂即可，维护方便。

3、可更换不同行程的曲柄组件

当工艺需要不同的行程时，只需将连杆拆卸下来，重新装配一个不同偏心距的曲柄即可，以达到最优的跨膜压差。

附图说明

图1是现有技术的机械传动加曝气装置的MBR污水处理装置的俯视图；

图2本实用新型的节能型MBR污水处理装置的实施例的主视图；

图3是图1的局部剖视放大图；

图4是节能型MBR污水处理装置的安装图。

附图标记：1’-驱动电机；2’-膜组件；3’-曲柄；4’-连杆；5’-滑动连杆；6’-轨道；7’-左侧梁；9’-滑动连杆固定座；10’-连接支点；11’-框架连接部件；12’-销轴；13’-曝气装置；14’-前梁；15’-后梁；16’-出水管；1-电机减速机；2-传动轴；3-曲柄；4-连杆；5-紧固螺丝；6-压盖；7-压盖紧固件；8-连杆支座；9-电机减速机支座；10-销轴；11-池壁；12-曲柄轴；13-第一圈滚动体；14-轴承室；15-第二圈滚动体。

具体实施方式

为了更清楚的理解本实用新型的具体内容，下面结合附图与具体实施例对本实用新型作进一步详细描述。

如图1-图2所示，本实施例的节能型MBR污水处理装置，包括电机减速机1、传动轴2、曲柄组件以及行走装置和轨道。所述曲柄组件包括曲柄3、曲柄轴12和连杆4。所述电机减速机1包括相互连接的电机和高速减速机，所述传动轴2为高速减速机的输出端，曲柄3的一侧与所述传动轴2固定连接，另一侧与所述曲柄轴12焊接为一体，所述曲柄轴12的一端与所述连杆4的一端滚动连接，连杆4垂直于所述曲柄轴12，所述连杆4的另一端连接行走装置的顶部框架的左侧梁7’，顶部框架的前梁14’和后梁15’的底部分别安装有至少两个行走轮，支撑在其下方、与连杆4直线运动方向平行的轨道6’上，连杆4在曲柄3和所述左侧梁7’之间做近似直线运动，带动行走装置及其下面吊装的MBR膜组件2’在轨道6’上往复运动。

为了缩短行走装置的行程以及削弱连杆4的上下摆动运动，降低曲柄3的偏心距e，如图4所示，设置曲柄3的一侧与传动轴的中心与曲柄3的另一侧与曲柄轴12的中心的距离为30mm，使得曲柄3转动幅度变小，转动半径变小，从而使得行走装置的往复运动的行程为小行程；而且由于曲柄3向上转动的幅度变小，从而连杆4的上摆幅度变小，并且由于MBR膜组件2’本身的重力很大，使得连杆4向上转动的幅度非常微小，从而使得连杆4的摆动运动近似左右直线运动，从而带动行走装置进行直线往复运动。

如图2所示，还包括紧固螺丝5，紧固螺丝5从曲柄3的外部插入曲柄与传动轴连接侧，位于曲柄3和传动轴2内，固定连接所述曲柄3和所述传动轴2，当工艺需要不同的行程时或其它情况需要更换曲柄组件时，只需拧开紧固螺丝5，抽出曲柄3和曲柄轴12的焊接体即可。

为了增加MBR膜组件2’的运行频率，选用满频输出转速为78r/min、转速调节范围为23.4～93.6r/min的高频减速机，而且频率可调节性强。所述电机减速机1采用螺栓固定在电机减速机支座9上，所述电机减速机为2台，每台运行功率为7.5KW，远小于鼓风机45KW的功率，大大降低了能耗。传动轴2采用45#钢，强度高，互换性强。

如图2和图3所示，包括深沟球轴承，所述深沟球轴承包括轴承室14和位于所述轴承室内的滚动体13,15，所述连杆4与所述轴承室14焊接为一体，所述曲柄轴12的一端与所述曲柄3焊接为一体，曲柄轴12的另一端位于所述轴承室14内，第一圈滚动体13和第二圈滚动体15围绕所述曲柄轴12，从而通过双列深沟球轴承实现了曲柄3和连杆4的滚动连接，焊接件之间强度足够，增加深沟球轴承后变滑动摩擦为滚动摩擦，有效的避免了两个部件之间的磨损，增加使用寿命，同时也不会产生噪音，更稳定。

在轴承的后部具有压盖6，通过压盖紧固件7固定在轴承室14上。

如图1和如图4所示，节能型MBR污水处理装置还包括连杆支座8，所述连杆支座8的位置关系被优化了。本实例的连杆支座8与现有技术相同，所述连杆支座包括U形底座和销轴，所述U形底座固定在行走装置上、开口方向朝向所述连杆，所述销轴依次穿过U形底座两侧板的孔以及连杆末端的通孔固定连接。不同的是，将图1的框架连接部件11’转动90°，U形底座的两个侧板分别位于连杆4的前侧和后侧(而不是上侧和下侧)，即两侧板与连杆直线运动方向相同，在所述连杆直线往复移动的平面上两侧板关于所述连杆对称部分，使得所述连杆4向上摆动时关于所述销轴10可上下摆动，而不会对行走装置的框架有撬动作用，减小连杆4的运动负担。

如图1和图4所示，本实施例的节能型MBR装置组装完成后被固定到MBR池的池壁11上，电机减速机支座9放置到膜池壁面的平台上，膜组件2’浸入水中。利用曲柄组件实现转动和移动的转换，通过电机减速机1驱动传动轴2和曲柄3转动，带动连杆4摆动，从而带动行走装置在轨道6’上进行水平方向的往复运动，吊装在行走装置下面的膜组件2’随行走装置进行往复运动。膜丝之间通过膜组件2’的往复运动而产生剧烈的相对运动，与污水产生相互冲击、碰撞、摩擦，将吸附在膜丝表面的污泥脱附下来，由膜组件和膜架等构成的膜箱内为负压，污水在压力作用下通过膜面，进入出水管16’，被粘在膜组件2’上的悬浮物从膜面脱落后则重新落入膜池内，保持膜丝的表面微孔的渗透性。确保在没有曝气装置13’的情况下，膜池也能稳定运行产水，且水质水量与传统曝气工艺相比无明显差异，膜通量无显著降低，跨膜压差无显著增长。

在此指明，以上叙述有助于本领域技术人员理解本实用新型的内容，但并非限制本实用新型的保护范围。任何没有脱离本实用新型实质内容的对以上叙述的等同替换、修饰改进和/或删繁从简而进行的实施，均落入本实用新型的保护范围。